(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体上にトナーパターンを現像する現像ユニットと、
前記感光体上のトナーパターンを転写される転写体と、
前記転写体へ測定光を入射させ、前記転写体からの反射光を検出するセンサと、
前記センサの出力から、前記転写体上の前記トナーパターンのトナー濃度および／または位置を特定するパターン検出部とを備え、
前記センサは、前記測定光としてＳ波を前記転写体へ入射させ、前記転写体からの反射光のＰ波成分とＳ波成分とを検出し、
前記パターン検出部は、前記センサにより検出された前記Ｐ波成分と前記Ｓ波成分から前記トナー濃度および／または前記位置を導出すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記センサは、発光素子と、前記発光素子からの光をＰ波とＳ波に分離する第１ビームスプリッタと、前記反射光をＰ波成分とＳ波成分に分離する第２ビームスプリッタと、前記第２ビームスプリッタから出射するＰ波成分を検出する第１受光素子と、前記第２ビームスプリッタから出射するＳ波成分を検出する第２受光素子とを備え、前記第１ビームスプリッタから出射するＳ波を前記測定光として前記転写体へ入射させ、
前記パターン検出部は、前記第１受光素子の出力と前記第２受光素子の出力から前記トナー濃度および／または前記位置を導出すること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記パターン検出部は、前記第１受光素子の出力と前記第２受光素子の出力との差に基づく値を前記トナー濃度として計算することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写体のダイナミック微小硬度が０．０４以上でかつ０．１未満であるいずれかの値であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写体の表面粗さが１．０μｍ以上でかつ６．０μｍ未満であるいずれかの値であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナーパターンに使用されるトナーは、０．５％以上で且つ２．０％未満の酸化チタンを含有する外添剤を付加されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記感光体の比誘電率が５．０以上でかつ１３．０未満であるいずれかの値であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記転写体は、熱可塑性ポリウレタンまたはクロロプレンゴムで形成され、フッ素樹脂で表面コートされていることを特徴とする請求項４または請求項５記載の画像形成装置。
【請求項９】
感光体と、
前記感光体上にトナーパターンを現像する現像ユニットと、
前記感光体上のトナーパターンを転写される転写体と、
前記転写体へ測定光を入射させ、前記転写体からの反射光を検出するセンサと、
前記センサの出力から、前記転写体上の前記トナーパターンの位置を特定するパターン検出部とを備え、
前記センサは、発光素子と、前記発光素子からの光におけるＳ波を分離する偏光素子と、前記反射光におけるＳ波成分を分離する偏光板と、前記偏光板から出射するＳ波成分を検出する受光素子とを備え、前記偏光素子から出射するＳ波を前記測定光として前記転写体へ入射させ、
前記パターン検出部は、前記受光素子の出力から前記トナーパターンの位置を導出すること、
を特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスで画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ、それらの複合機などといった画像形成装置の多くは、感光体ドラムでトナー画像を現像し、そのトナー画像を中間転写ベルトへ転写し、さらに、その中間転写ベルトから印刷用紙にトナー画像を転写し、印刷用紙にトナー画像を定着させる。
【０００３】
そのような画像形成装置では、必要に応じて、あるいは定期的に、トナー濃度補正や色ずれ補正が行われる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
一般に、濃度補正処理では、基準となるトナーパターン（パッチ画像）を現像して中間転写ベルトへ転写し、光学的なセンサを使用して中間転写ベルト上のそのトナーパターンのトナー濃度を特定し、そのトナー濃度に基づいて濃度補正を行う。さらに、カラー画像形成装置の場合には、光学的なセンサを使用して中間転写ベルト上のそのトナーパターンの位置を特定し、その位置に基づいて色ずれ補正を行う。
【０００５】
また、別の方法として、特許文献１に記載されているように、感光体ドラム上のトナー濃度を特定する方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２５０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、トナー画像が表面に形成された感光体ドラムに、Ｐ波（Ｐ偏光）の測定光を入射し、感光体ドラムからの反射光のＰ波成分とＳ波成分とを別々に検出し、Ｐ波成分の検出値（センサ出力値）とＳ波成分の検出値（センサ出力値）との差からトナー濃度を計算している。
【０００８】
この技術では、感光体ドラムからの反射光のＰ波成分とＳ波成分との差が大きいため、感光体ドラム上のトナー濃度を特定することができるが、中間転写ベルトは感光体ドラムに比べて光沢度が低いため、上述の技術でトナー濃度を測定しても、トナー濃度が高くなると反射光のＰ波成分とＳ波成分との差が小さくなり、トナー濃度を正確に検出することが困難になる。
【０００９】
図７は、特許文献１に記載の技術でトナー濃度を測定した場合の、現実のトナー濃度と、Ｐ波成分およびＳ波成分の検出値（センサ出力値）との対応関係の一例を示す図である。図７（Ａ）は、中間転写ベルトの光沢度が１５である場合の対応関係であり、図７（Ｂ）は、中間転写ベルトの光沢度が１以下である場合の対応関係である。なお、トナー濃度は、最大濃度を１００パーセントとした値である。
【００１０】
図７に示すように、トナー濃度が高くなると、Ｐ波成分のセンサ出力値とＳ波成分のセンサ出力値との差が小さくなるため、正確なトナー濃度を検出しにくくなる（つまり、検出誤差が大きくなる）。特に、光沢度が１以下である場合には、その傾向がより顕著になる。このような画像形成装置では、装置の使用によってトナー外添剤などが中間転写ベルトに付着するため、光沢度が経時的に低下していく。このため、経時的に、トナー濃度の測定精度が低下していってしまう。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、トナー濃度が高い場合でも、中間転写ベルトなどの転写体上のトナーパターンのトナー濃度および／または位置を正確に測定することができる画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、感光体と、感光体上にトナーパターンを現像する現像ユニットと、感光体上のトナーパターンを転写される転写体と、転写体へ測定光を入射させ、転写体からの反射光を検出するセンサと、センサの出力から、転写体上のトナーパターンのトナー濃度および／または位置を特定するパターン検出部とを備える。そして、センサは、測定光としてＳ波を転写体へ入射させ、転写体からの反射光のＰ波成分とＳ波成分とを検出する。パターン検出部は、センサにより検出されたＰ波成分とＳ波成分からトナー濃度および／または位置を導出する。
【００１４】
これにより、測定光としてＳ波（Ｓ偏光）が使用されるため、センサで検出される反射光の強度が大きくなるとともに、トナー濃度が高くてもＰ波成分とＳ波成分との差が大きくなり、転写体上のトナーパターンのトナー濃度および／または位置を正確に測定することができる。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、センサは、発光素子と、その発光素子からの光をＰ波とＳ波に分離する第１ビームスプリッタと、反射光をＰ波成分とＳ波成分に分離する第２ビームスプリッタと、第２ビームスプリッタから出射するＰ波成分を検出する第１受光素子と、第２ビームスプリッタから出射するＳ波成分を検出する第２受光素子とを備え、第１ビームスプリッタから出射するＳ波を測定光として転写体へ入射させる。そして、パターン検出部は、第１受光素子の出力と第２受光素子の出力からトナー濃度および／または位置を導出する。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、パターン検出部は、第１受光素子の出力と第２受光素子の出力との差に基づく値をトナー濃度として計算する。
【００１７】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、転写体のダイナミック微小硬度が０．０４以上でかつ０．１未満であるいずれかの値である。
【００１８】
測定光にＰ波を使用する場合、経時的な表面汚れが少ない硬度が０．１以上の転写体が使用されるが、測定光にＳ波を使用する場合には、反射光の強度が高くかつＰ波成分とＳ波成分との差が大きくなるため、硬度の低い材質で転写体の形成が可能となり、材質の選択肢が増える。
【００１９】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、転写体の表面粗さが１．０μｍ以上でかつ６．０μｍ未満であるいずれかの値である。
【００２０】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、トナーパターンに使用されるトナーは、０．５％以上で且つ２．０％未満の酸化チタンを含有する外添剤を付加されている。
【００２１】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、感光体の比誘電率が５．０以上でかつ１３．０未満であるいずれかの値である。
【００２２】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置のいずれかに加え、次のようにしてもよい。この場合、転写体は、熱可塑性ポリウレタンまたはクロロプレンゴムで形成され、フッ素樹脂で表面コートされている。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置は、感光体と、感光体上にトナーパターンを現像する現像ユニットと、感光体上のトナーパターンを転写される転写体と、転写体へ測定光を入射させ、転写体からの反射光を検出するセンサと、センサの出力から、転写体上のトナーパターンの位置を特定するパターン検出部とを備える。センサは、発光素子と、発光素子からの光におけるＳ波を分離する偏光素子と、反射光におけるＳ波成分を分離する偏光板と、偏光板から出射するＳ波成分を検出する受光素子とを備え、偏光素子から出射するＳ波を測定光として転写体へ入射させる。そして、パターン検出部は、受光素子の出力からトナーパターンの位置を導出する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、画像形成装置において、トナー濃度が高い場合でも、転写体上のトナーパターンのトナー濃度および／または位置を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１におけるセンサでの濃度測定を説明する図である。
【図４】図４は、パッチ画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る画像形成装置でトナー濃度を測定した場合の、現実のトナー濃度と、Ｐ波成分およびＳ波成分の検出値（センサ出力値）との対応関係の一例を示す図である。
【図６】図６は、ダイナミック微小硬度の測定系を説明する図である。
【図７】図７は、特許文献１に記載の技術でトナー濃度を測定した場合の、現実のトナー濃度と、Ｐ波成分およびＳ波成分の検出値（センサ出力値）との対応関係の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２におけるセンサでのトナーパターンの位置測定を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
実施の形態１．
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、印刷機能を有する装置である。
【００２９】
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザ光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２は、レーザ光の光源であるレーザダイオード、そのレーザ光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。
【００３０】
さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。
【００３１】
現像ユニット３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されており、現像ユニット３ａ〜３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。トナーは、キャリアとともに現像剤を構成し、さらに、酸化チタンなどの外添剤が付加されている。
【００３２】
感光体ドラム１ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。
【００３３】
中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラ５に張架され、駆動ローラ５からの駆動力によって、感光体ドラム１ａとの接触位置から感光体ドラム１ｄとの接触位置への方向へ周回していく。
【００３４】
この実施の形態では、中間転写ベルト４のダイナミック微小硬度が０．０４以上でかつ０．１未満であるいずれかの値であってもよい。また、中間転写ベルト４の表面粗さが１．０μｍ以上でかつ６．０μｍ未満であるいずれかの値であってもよい。また、トナーに付加される外添剤に含有される酸化チタンの割合は、外添剤全体の重量に対して、０．５％以上で且つ２．０％未満であるいずれかの値であってもよい。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄの比誘電率が５．０以上でかつ１３．０未満であるいずれかの値であってもよい。また、例えば、中間転写ベルト４は、熱可塑性ポリウレタンまたはクロロプレンゴムで形成され、ポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene, PTFE）などのフッ素樹脂で表面コートされている。
【００３５】
転写ローラ６は、搬送されてくる用紙を転写ベルト４に接触させ、転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。
【００３６】
ローラ７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。
【００３７】
センサ８は、中間転写ベルト４に光線（測定光）を照射し、その反射光を検出する。トナー濃度調整の際、センサ８は、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。
【００３８】
図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２において、プリントエンジン１１は、上述のローラなどを駆動する図示せぬ駆動源、現像バイアスおよび１次転写バイアスを印加するバイアス印加回路、並びに露光装置２を制御して、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。現像バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像ユニット３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ印加され、１次転写バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト４との間にそれぞれ印加される。
【００３９】
また、プリントエンジン１１は、センサ８により検出された反射光のＰ波成分とＳ波成分からトナーパターンのトナー濃度および／または位置を計算する。
【００４０】
図３は、実施の形態１におけるセンサ８での濃度測定を説明する図である。
【００４１】
図３に示すように、実施の形態１では、センサ８は、光線を出射する光源５１と、光源側のビームスプリッタ５２と、光源側の受光素子５３と、受光側のビームスプリッタ５４と、第１受光素子５５と、第２受光素子５６とを備える。
【００４２】
光源５１は、例えば発光ダイオードである。ビームスプリッタ５２は、光源５１からの光線のうち、Ｓ偏光成分を透過し、Ｐ偏光成分を反射する。光源側の受光素子５３は、例えばフォトダイオードであり、ビームスプリッタ５２からのＰ偏光成分を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、光源５１の出力光量の安定制御に使用される。
【００４３】
光源側のビームスプリッタ５２を透過したＳ偏光成分の光は、中間転写ベルト４の表面（トナーパターン４１または下地）に入射し、反射する。このときの反射光は、正反射成分と拡散反射成分とを有し、正反射成分は、Ｓ偏光となる。なお、中間転写ベルト４への測定光の入射角は、ブリュースタ角度未満とされ、２０度から４０度までの範囲のいずれかの角度とされることが好ましい。
【００４４】
ビームスプリッタ５４は、反射光のうちのＰ偏光成分を透過し、Ｓ偏光成分（すなわち、正反射成分）を反射する。第１受光素子５５は、例えばフォトダイオードであり、ビームスプリッタ５４を透過したＰ偏光成分の光を検出し、その光量に応じた電圧の電気信号を出力する。第２受光素子５６は、例えばフォトダイオードであり、第１受光素子５５と同様の光検出特性を有し、ビームスプリッタ５４で反射したＳ偏光成分の光を検出し、その光量に応じた電圧の電気信号を出力する。
【００４５】
この実施の形態１では、プリントエンジン１１は、第１受光素子５５の出力と第２受光素子５６の出力とに基づいてトナー濃度の測定値を特定し、その測定値に基づいてトナー濃度の補正を行う。なお、受光素子５５，５６とプリントエンジン１１との間には、必要に応じて増幅器などが設けられる。
【００４６】
トナー濃度は、例えば、次式に基づいて計算される。
【００４７】
（トナー濃度［パーセント］）＝｛１−（Ｐ−Ｓ）／（Ｐｏ−Ｓｏ）｝×１００
【００４８】
ここで、Ｐは、Ｐ偏光成分のセンサ出力値（電圧）であり、Ｓは、Ｓ偏光成分のセンサ出力値（電圧）であり、Ｐｏは、トナー画像のない箇所（つまり、中間転写ベルト４の下地）でのＰ偏光成分のセンサ出力値（電圧）であり、Ｓｏは、トナー画像のない箇所（つまり、中間転写ベルト４の下地）でのＳ偏光成分のセンサ出力値（電圧）である。
【００４９】
次に、上記装置の動作について説明する。
【００５０】
まず、トナー濃度補正時の動作について説明する。
【００５１】
プリントエンジン１１は、センサ８を動作させてセンサ８を光量調整し、センサ８に異常があるか否かを判定する。センサ８に異常がない場合、以下の処理を行う。
【００５２】
プリントエンジン１１は、駆動ローラ５で中間転写ベルト４を周回させ、露光装置２を制御して、中間転写ベルト４の表面における所定の領域にトナーパターン（パッチ画像）を形成させる。図４は、パッチ画像の一例を示す図である。図４に示すように、パッチ画像６１は、複数の濃度（例えば２５パーセント、５０パーセント、７５パーセント、および１００パーセント）で形成される。
【００５３】
そして、プリントエンジン１１は、中間転写ベルト４の表面における所定の領域でのセンサ８の受光素子５５，５６の出力をサンプリングし、それらの値から上述のようにして各パッチ画像６１のトナー濃度測定値を計算し、下地および各濃度のパッチ画像についての各濃度測定値に基づいて、現像バイアスおよび１次転写バイアスを調節して、各トナー濃度を補正する。
【００５４】
このようにして、トナー濃度の補正が行われる。
【００５５】
図５は、実施の形態１に係る画像形成装置でトナー濃度を測定した場合の、現実のトナー濃度と、Ｐ波成分およびＳ波成分の検出値（センサ出力値）との対応関係の一例を示す図である。図５（Ａ）は、中間転写ベルトの光沢度が１５である場合の対応関係であり、図５（Ｂ）は、中間転写ベルトの光沢度が１以下である場合の対応関係である。図５に示すように、画像形成装置では、特許文献１記載の技術を使用した場合（図７）より、Ｐ波成分とＳ波成分との差が大きくなる。
【００５６】
次に、色ずれ補正時の動作について説明する。
【００５７】
色ずれ補正の場合、プリントエンジン１１は、各色について、中間転写ベルト４上にパッチ画像を形成し、センサ８の出力からそのパッチ画像の検出されるタイミングを特定し、各色のトナー現像タイミングを調整して、色ずれを解消する。
【００５８】
このようにして、色ずれの補正が行われる。なお、色ずれ補正は、濃度補正と同時に（つまり同一のパッチ画像を使用して）行うようにしてもよい。
【００５９】
以上のように、上記実施の形態１によれば、センサ８は、測定光としてＳ波を中間転写ベルト４へ入射させ、中間転写ベルト４からの反射光のＰ波成分とＳ波成分とを検出する。プリントエンジン１１は、センサ８により検出されたＰ波成分とＳ波成分からトナー濃度および／または位置を計算する。
【００６０】
これにより、測定光としてＳ波（Ｓ偏光）が使用されるため、センサ８で検出される反射光の強度が大きくなるとともに、トナー濃度が高くてもＰ波成分とＳ波成分との差が大きくなり、中間転写ベルト４上のトナーパターンのトナー濃度および／または位置を正確に測定することができる。
【００６１】
また、上記実施の形態１によれば、中間転写ベルト４は、その表面付近（厚さ３ミクロン程度）のダイナミック微小硬度が０．０４以上でかつ０．１未満であるいずれかの値となるように形成されてもよい。
【００６２】
測定光にＰ波を使用する場合、ダイナミック微小硬度が０．１以上の中間転写ベルトが使用される。一方、測定光にＳ波を使用する場合には、反射光の強度が高くかつＰ波成分とＳ波成分との差が大きくなるため、硬度の低い材質で中間転写ベルト４の形成が可能となり、材質の選択肢が増える。
【００６３】
より具体的に説明すると、中間転写ベルト４のダイナミック微小硬度が０．１以上である場合、ベルト４の表面特性は経時的に変化しにくく、初期の表面特性が維持されるため、測定精度も経時的に変化しにくい。Ｐ波を測定光に使用する場合と同様に、Ｓ波を測定光として使用する場合でも、ダイナミック微小硬度が０．１以上である中間転写ベルト４を使用可能である。一方、中間転写ベルト４のダイナミック微小硬度が０．１未満である場合、表面特性が経時的に多少変化する可能性があるが、上述のように、Ｓ波を測定光として使用することで、トナー濃度を良好に測定可能である。一方、ダイナミック微小硬度が０．１未満である中間転写ベルト４に対してＰ波を測定光に使用すると、反射光が十分に得られずかつＰ波成分とＳ波成分との差が十分ではないため、好ましくない。
【００６４】
また、中間転写ベルト４のダイナミック微小硬度が０．０４未満である場合、中間転写ベルト４の表面の硬度がかなり低い状態であるので、トナーによる研磨やトナー外添剤などの付着により表面が粗くなることにより、Ｓ波を測定光として使用しても、センサ８が中間転写ベルト４から反射光を十分受光できなくなる。従って、中間転写ベルト４のダイナミック微小硬度が０．０４以上であることが好ましい。
【００６５】
ここで、ダイナミック微小硬度について説明する。図６は、ダイナミック微小硬度の測定系を説明する図である。ダイナミック微小硬度は、例えば、島津製作所製のＤＵＨ−２００で測定可能である。
【００６６】
ダイナミック微小硬度の測定は、三角錐圧子を試料に負荷Ｐ［ｍＮ］で押しつけ、そのときの押し込み深さＤ［μｍ］を計測し、次式に基づきダイナミック微小硬度の測定値ＤＵＨを求める。
【００６７】
ＤＵＨ＝α×Ｐ／（Ｄ×Ｄ）
【００６８】
ここで、係数αは、３．８５８４である（三角錐圧子の稜線角が１１５度の場合）。
【００６９】
また、上記実施の形態１によれば、中間転写ベルト４は、その表面付近（厚さ３ミクロン程度）の表面粗さが１．０μｍ以上でかつ６．０μｍ未満であるいずれかの値となるように形成されてもよい。
【００７０】
測定光にＰ波を使用する場合、表面粗さが１．０μｍ未満の中間転写ベルトが使用される。一方、測定光にＳ波を使用する場合には、反射光の強度が高くかつＰ波成分とＳ波成分との差が大きくなるため、表面粗さの粗い材質で中間転写ベルト４の形成が可能となり、材質の選択肢が増える。
【００７１】
より具体的に説明すると、中間転写ベルト４の表面粗さが１．０μｍ未満である場合、ベルト４の表面特性は経時的に変化しにくく、初期の表面特性が維持されるため、測定精度も経時的に変化しにくい。Ｐ波を測定光に使用する場合と同様に、Ｓ波を測定光として使用する場合でも、表面粗さが１．０μｍ未満である中間転写ベルト４を使用可能である。一方、中間転写ベルト４の表面粗さが１．０μｍ以上である場合、表面特性が経時的に多少変化する可能性があるが、上述のように、Ｓ波を測定光として使用することで、トナー濃度を良好に測定可能である。一方、表面粗さが１．０μｍ以上である中間転写ベルト４に対してＰ波を測定光に使用すると、反射光が十分に得られずかつＰ波成分とＳ波成分との差が十分ではないため、好ましくない。
【００７２】
また、中間転写ベルト４の表面粗さが６．０μｍ以上である場合、Ｓ波を測定光として使用しても、センサ８が中間転写ベルト４から反射光を十分受光できなくなる。従って、中間転写ベルト４の表面粗さが６．０μｍ未満であることが好ましい。
【００７３】
また、上記実施の形態１によれば、トナーに付加される外添剤に含有される酸化チタンの割合は、外添剤全体の重量に対して、０．５％以上で且つ２．０％未満であるいずれかの値であってもよい。
【００７４】
測定光にＰ波を使用する場合、経時的な表面汚れが少なくなるように酸化チタンの含有量が０．５％未満の外添剤が使用される。一方、測定光にＳ波を使用する場合には、反射光の強度が高くかつＰ波成分とＳ波成分との差が大きくなるため、酸化チタンの含有量が多い外添剤（言い換えれば酸化チタンの添加量が多いトナー）の使用が可能となり、材質の選択肢が増える。
【００７５】
より具体的に説明すると、外添剤に含有される酸化チタンの割合が０．５％未満である場合、ベルト４の表面特性は経時的に変化しにくく、初期の表面特性が維持されるため、測定精度も経時的に変化しにくい。Ｐ波を測定光に使用する場合と同様に、Ｓ波を測定光として使用する場合でも、外添剤に含有される酸化チタンの割合が０．５％未満であるトナーを使用可能である。一方、外添剤に含有される酸化チタンの割合が０．５％以上である場合、表面特性が経時的に多少変化する可能性があるが、上述のように、Ｓ波を測定光として使用することで、トナー濃度を良好に測定可能である。一方、外添剤に含有される酸化チタンの割合が０．５％以上であるトナーを使用して中間転写ベルト４に対してＰ波を測定光に使用すると、反射光が十分に得られずかつＰ波成分とＳ波成分との差が十分ではないため、好ましくない。
【００７６】
また、外添剤に含有される酸化チタンの割合が２．０％以上である場合、Ｓ波を測定光として使用しても、センサ８が中間転写ベルト４から反射光を十分受光できなくなる。従って、外添剤に含有される酸化チタンの割合が２．０％未満であることが好ましい。
【００７７】
また、上記実施の形態１によれば、感光体ドラム１ａ〜１ｄは、比誘電率が５．０以上でかつ１３．０未満であるいずれかの値となるように形成されてもよい。
【００７８】
測定光にＰ波を使用する場合、比誘電率が５．０未満の感光体ドラムが使用される。一方、測定光にＳ波を使用する場合には、反射光の強度が高くかつＰ波成分とＳ波成分との差が大きくなるため、比誘電率が高い材質で感光体ドラム１ａ〜１ｄの形成が可能となり、材質の選択肢が増える。なお、感光体ドラム１ａ〜１ｄ同士の比誘電率の差により、画像のエッジに濃淡差を生じる。比誘電率が大きい場合には、比誘電率の差も大きくなりやすいので、Ｐ波成分とＳ波成分との差が十分でないときには、測定誤差が大きくなる。従って、比誘電率が大きい場合には、Ｓ波を測定光として使用することによりＰ波成分とＳ波成分との差を十分に大きくすれば、トナーパターンの位置を測定誤差の少ない状態で正確に測定できる。
【００７９】
より具体的に説明すると、感光体ドラム１ａ〜１ｄの比誘電率が５．０未満である場合、Ｐ波を測定光に使用する場合と同様に、Ｓ波を測定光として使用する場合でも、この感光体ドラム１ａ〜１ｄを使用可能である。一方、感光体ドラム１ａ〜１ｄの比誘電率が５．０以上である場合、上述のように、Ｓ波を測定光として使用することで、トナーパターンの位置を良好に測定可能である。一方、比誘電率が５．０以上である感光体ドラム１ａ〜１ｄに対してＰ波を測定光に使用すると、反射光が十分に得られずかつＰ波成分とＳ波成分との差が十分ではないため、好ましくない。
【００８０】
また、感光体ドラム１ａ〜１ｄの比誘電率が１３．０以上である場合、Ｓ波を測定光として使用しても、センサ８が中間転写ベルト４から反射光を十分受光できなくなる。従って、感光体ドラム１ａ〜１ｄの比誘電率が１３．０未満であることが好ましい。
【００８１】
実施の形態２．
【００８２】
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置は、実施の形態１と異なる構成のセンサ８を有する。なお、実施の形態２に係る画像形成装置の、その他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８３】
図８は、実施の形態２におけるセンサ８でのトナーパターンの位置測定を説明する図である。
【００８４】
図８に示すように、実施の形態２では、センサ８は、光線を出射する光源１０１と、光源側の偏光板１０２と、受光側の偏光板１０３と、受光素子１０４とを備える。
【００８５】
光源１０１は、例えば発光ダイオードである。偏光板１０２は、Ｓ偏光成分を透過させることで、光源１０１からの光線におけるＳ波を分離する。
【００８６】
光源側の偏光板１０２を透過したＳ偏光成分の光は、中間転写ベルト４の表面（トナーパターン４１または下地）に入射し、反射する。このときの反射光は、正反射成分と拡散反射成分とを有し、正反射成分は、Ｓ偏光となる。なお、中間転写ベルト４への測定光の入射角は、ブリュースタ角度未満とされ、２０度から４０度までの範囲のいずれかの角度とされることが好ましい。
【００８７】
偏光板１０３は、Ｓ偏光成分を透過させることで、反射光におけるＳ波を分離する。受光素子１０４は、例えばフォトダイオードであり、偏光板１０３を透過したＳ偏光成分の光を検出し、その光量に応じた電圧の電気信号を出力する。
【００８８】
この実施の形態２では、プリントエンジン１１は、受光素子１０４の出力に基づいてトナーパターンの位置を特定し、その位置に基づいてトナー画像の現像位置の補正を行う。なお、受光素子１０４とプリントエンジン１１との間には、必要に応じて増幅器などが設けられる。
【００８９】
以上のように、上記実施の形態２によれば、測定光としてＳ波（Ｓ偏光）が使用されるため、センサ８で検出される反射光の強度が大きくなり、中間転写ベルト４上のトナーパターンの位置を正確に測定することができる。
【００９０】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００９１】
例えば、上記実施の形態１において、ビームスプリッタ５２の代わりに、Ｓ波のみを透過または反射する他の光学素子を使用して測定光を生成するようにしてもよい。
【００９２】
また、上記の各実施の形態においては、カラー画像形成装置について説明したが、モノクロ画像形成装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１ａ〜１ｄ  感光体ドラム（感光体の例）
３ａ〜３ｄ  現像ユニット
４  中間転写ベルト
８  センサ
１１  プリントエンジン（パターン検出部の一例）
４１  トナーパターン
５１，１０１  光源（発光素子の一例）
５２  ビームスプリッタ（第１ビームスプリッタの一例）
５４  ビームスプリッタ（第２ビームスプリッタの一例）
５５  第１受光素子
５６  第２受光素子
１０２  偏光板（偏光素子の一例）
１０３  偏光板
１０４  受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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